Технологическое оборудование машиностроительных производств (Схиртладзе, 2002)

цепь служит для нарезания дюймовых резьб (16 вариантов) (28/28) х х(38/34) X (25/30) или (30/42), или (28/28) х (30/33) х (18/45) или (28/35)х X (15/48) или (35/28).

Другая цепь предназначена для нарезания метрических резьб (16 вариантов): (28/28) х (30/25) или (42/30), или (28/35), или (28/28) х х(18/45) или (28/35) х (18/48) или (35/28).

В первом случае ходовой ринт получает движение, когда муфты М2, А/з, МА, выключены, а муфта Ms включена. Во втором случае муфта М2 выключена, а муфты Л/з ~ Ms включены. Вторую кинематическую цепь используют также для получения продольной или поперечной подачи, при этом вращение с вала XVIII на ходовой вал передается через зубчатые колеса (23/40) х (24/30) х (28/35). Муфта Ms выключена.

При нарезании резьбы повышенной точности движение на ходовой винт передается напрямую, т. е. коробка подач отключена, а муфты М2 и Ms включены. Аналогично нарезают специальные резьбы. В обоих случаях резьбу на требуемый шаг настраивают подбором сменных зубчатых колес гитары.

Коробка подач станка состоит из основной и множительной пере­ дач. Первая дает возможность получать основной ряд стандартных резьб. Множительная передача предназначена для увеличения (в 4 раза) числа нарезаемых на станке стандартных резьб.

Нарезание резьбы. Уравнение кинематических цепей от шпинделя к ходовому винту при нарезании резьбы составляют из условия, чтобы за один оборот шпинделя суппорт с резцом переместился вдоль оси заготовки на шаг /^нарезаемой резьбы (при однозаходной резьбе).

Для нарезания метрической резьбы со стандартным шагом Р (в этом случае передача к коробке подач осуществляется непосредственно от шпинделя, минуя звено увеличения шага) уравнение кинематиче­ ской цепи от шпинделя к ходовому винту имеет следующий вид: 1 об.

дюймовой резьбы Р = 25,4 К, мм, где К— число ниток на Г'. Уравнение кинематической цепи имеет вид: 1 об. шпинделя х (60/60) х (30/45) х х(40/86) X (86/64) X (28/28) х (38/34) х (25/30) или (30/42), или (33/28), или (28/28) X (30/30) х (18/45), или (28/35) х (18/48), или (35/28) = Р.

Уравнение кинематической цепи от шпинделя к ходовому винту для нарезания резьбы повышенной точности с шагом Р имеет вид: 1 об. шпинделя X (60/60) х (30/45) х (K/L) x(M/N) х 12 = Р, откуда

K/IxM/N=P/S.

Резьбу с большим шагом нарезают используя звено увеличения шага, т. е. передача движения от шпинделя в этом случае осуществля­ ется не через зубчатые колеса 60/60, а через звено увеличения шага в коробке скоростей.

Кинематическая цепь подачи, связывающая шпиндель с ходовым

141

валом, должна обеспечивать за один оборот шпинделя перемещение суппорта на величину подачи S. Следовательно, уравнение кинемати­ ческого баланса для этой цепи имеет вид: 1 об. шпинделя х /пост, х ^в. х х/гит X /к.п. X /ф X nmZp = 5 мм/об, где /пост., /рев., /пгг., /к.п., /ф — передаточное отношение соответственно постоянной передачи, реверсивного меха­ низма, гитары сменных колес, коробки подач и механизма фартука;

Zp — число зубьев реечного колеса; т — модуль реечного колеса.

Общее уравнение кинематической цепи прямых продольных подач при положении блока зубчатых колес Бз; следующее: 1 об. шпинделя х х(60/60) X (30/45) X (40/86) х (86/64) х (28/28) х (30/25), или (42/30), или (28/35) X (8/45), или (28/35) х (15/48), или (35/28) х (23/40) х х(24/39) х (28/35) X (30/32) X (32/32) х (32/30) х (4/21) х (36/41) х (17/66) х х10 х 3= = S мм/об.

Быстрые перемещения суппорта осуществляются от отдельного электродвигателя {N=0J5 кВт, л =1450 мин'^), расположенного в правой части станины станка.

Наладка токарного станка 16К20 состоит в подготовке его к выпол­ нению заданной технологической операции. При наладке устанавли­ вают приспособления, необходимые для крепления обрабатываемой заготовки и режущего инструмента, перемещают узлы в исходное положение, настраивают станок на определенные параметры движения (траекторию, скорость, направление, путь), регулируют подвод смазоч- но-охлаждающей жидкости и т. д.

При настройке устанавливают рукоятки коробки передач и пере­ ключатели в требуемое положение по указателям, сменные колеса и кулачки — в соответствии с расчетами или таблицами.

Для установки заготовок в зависимости от их размера или формы применяют центры, патроны, планшайбы, оправки. В центрах обра­ батывают длинные заготовки типа валов или заготовки, насаженные на оправки.

В патронах закрепляют сравнительно короткие и жесткие заготов­ ки. Чаще всего применяют трехкулачковые самоцентрирующие патро­ ны. Несимметричные заготовки закрепляют в четырехкулачковых патронах, где каждый кулачок перемещается независимо от другого. Крупные, несимметричные заготовки закрепляют на планшайбах с помощью болтов-прихватов и других приспособлений. Для обработки заготовок из прутков используют цанговые патроны.

Инструменты закрепляют в резцедержателях суппорта (обычно резцы) или в пиноли задней бабки (сверла, развертки, зенкеры, метчики).

Ниже приводятся наиболее распространенные методы обработки различных деталей на станке.

Способы обтачивания конусов. Способы обтачивания конусов бы­ вают различными. Обтачивание широким резцом 7 (рис. 88, а), уста­ новленным с помощью шаблона, используют для обработки конусов

142

Рис. 88. Способы обтачивания конусов

небольшой ДЛИНЫ (в частности фаски), так как длина режущей кромки инструмента должна быть несколько больше длины конуса. Резец при этом может перемещаться как в продольном, так и в поперечном направлениях.

Обтачивание перемещением резцовых салазок (рис. 88, б) приме­ няют для обработки точных наружных и внутренних конических поверхностей, длина которых не превышает длины хода салазок. При наладке устанавливают на круглой шкале 2 поворотную плиту суппорта с резцовыми салазками 7 под углом а, равным половине угла конуса. Если конус задан линейными размерами {Dud— больший и меньший диаметры, мм; /— длина, мм), то tga = (/)— d)/2.

Обтачивание конусов со смещенным центром задней бабки (рис. 88, в) ведут, сообщая суппорту движение продольной подачи. При наладке задний центр смещают на величину А, чтобы угол а между направлением движения суппорта и линией центров был равен поло­ вине угла конуса. Смещение задней бабки зависит от длины конуса L,

143

причем h = Zsina. Достоинство способа состоит в возможности обра­ ботки длинных заготовок, недостаток — ограниченность угла конуса и невысокая точность обработки из-за перекоса центровых отверстий заготовки относительно центров.

Обтачивание конусов с помощью синусной линейки (рис. 88, г) ведут установив ее корпус 9 на поперечные салазки суппорта сзади и связав неподвижную часть линейки 3 с кронштейном 7 на станине тягой 6. С помощью винта 4 и шкалы 5 при наладке устанавливают угол наклона поворотной линейки 1. Ползушка 2, охватывающая линейку, шарнирно соединена с салазками 8. При продольном пере­ мещении каретки суппорта ползушка 2, скользя по наклонной линейке /, сдвигает салазки 8 на величину, соответствующую конусности. Одновременное продольное и поперечное перемещения резца соответ­ ственно с подачами 5'прод и S^on создают сложное формообразующее движение вдоль образующей конуса.

Нарезание резьбы резцами. Фасонные резьбовые резцы устанавли­ вают определенным образом относительно оси центров с учетом угла подъема нарезаемой резьбы. Настраивают цепь главного движения, винторезную цепь.

При обработке стандартных резьб одного вида, например метриче­ ских, для наладки на другой шаг достаточно переключить рукоятки в соответствии с таблицей на станке или руководством.

При нарезании многозаходной резьбы имеются следующие особен­ ности. Шаг однозаходной резьбы Рд — расстояние между соседними одноименными профилями вдоль оси — совпадает с шагом винтовой линии резьбы. У многозаходной резьбы шаг винтовой линии называют ходом резьбы Р, который равен произведению шага резьбы на число заходов к\ Р,, = kPj^. Винторезную цепь настраивают на ход резьбы.

Для перехода от обработки одного витка (захода) к обработке соседнего, т. е. для деления, необходимо при неподвижном изделии переместить резец вдоль оси на шаг резьбы Рд = PJk. Для этого сдвигают резцовые салазки.

Чаще деление осуществляют поворотом изделия при неподвижном резце. Для этого расцепляют винтовую цепь и поворачивают шпиндель на часть оборота, равную \/к. Существуют также поводковые делитель­ ные патроны, позволяющие повернуть изделие относительно шпинде­ ля.

Лобовые токарные и карусельные станки. Для обработки заготовок большого диаметра в единичном производстве применяют лобовые токарные станки. На них обтачивают наружные цилиндрические и конические поверхности, подрезают торцы, протачивают канавки, растачивают внутренние отверстия и др.

У лобовых станков сравнительно малая длина и большой диаметр (до 4 м) планшайбы. На рис. 89 изображен лобовой станок 1А693.

Техническая характеристика станка. Наибольшее расстояние между

144

Рис. 89. Лобовой станок 1А693

центрами 3200 мм; наибольшая масса заготовки 15 000 кг; частота вращения шпинделя 0,8—6,3 мин"^; мощность привода шпинделя 30 кВт; масса 58 000 кг.

В передней бабке 4, жестко закрепленной на плите 7, размещена коробка скоростей. Основание 2 суппорта с продольными направляю­ щими и заднюю бабку 6 можно переставлять по плите в требуемые положения и закреплять на ней болтами, головки которых входят в паз плиты. Обрабатываемую заготовку закрепляют на планшайбе 5 в кулачках или с помощью прихватов и болтов. Движение подачи осуществляется от отдельного электродвигателя; суппорту 3 можно сообщать продольное и поперечное движения подачи.

Из-за невысокой точности, сложности установки заготовки, а также низкой производительности лобовые станки используют редко. Они вытеснены более совершенными карусельными станками.

Карусельные станки применяют для обработки заготовок тяжелых деталей большого диаметра, но сравнительно небольшой длины. На них можно обрабатывать и растачивать цилиндрические и конические поверхности, подрезать торцы, прорезать кольцевые канавки, сверлить, зенкеровать, развертывать и др. Основными размерами карусельных станков считают наибольший диаметр и высоту обрабатываемой на станке заготовки. При этом каждая последующая по размеру модель станка позволяет обрабатывать заготовку в 1,25 раза большую по диаметру, чем предьщущая, т. е. у карусельных станков принят знаме­ натель размерного ряда ф = 1,26.

По компоновке карусельные станки подразделяют на одно- и двухстоечные. Двухстоечные станки предназначены для обработки

145

деталей свыше 2000 мм. Ка­ русельные станки, на кото­ рых обрабатывают заго­ товки диаметром свыше 6300 мм, выпускают по­ штучно, и их принято на­ зывать уникальными.

Станина одностоечно­ го карусельного станка / (рис. 90) жестко скреплена со стойкой Р, имеющей вертикальные направляю­ щие для перемещения по ним траверсы 6 и бокового суппорта Юс четырехмест­ ным резцедержателем 11, На станине на круговых на­ правляющих расположена планшайба 2для установки на ней обрабатываемых де­ талей или приспособлений. Коробка скоростей разме­

Рис. 90. Одностоечный карусельный станок щена внутри станины. На

горизонтальных траверсах может перемещаться вер-

1ехническая характеристика станка. Диаметр планшайбы 1 по «»

1000 мм частота вращения планшайбы 5-250 мин"'; подачк суппош-ов О 07-12,5 мм/об; мощность электродвигателя главного движеСя ?450мин-''""' '''•"^""^ электродвигателя главного ;:иж:ния

д в и ? ^ е Т ш З on ("Р^Щ^™^ планшайбы) сообщается от элекгро-

- ЭМ10, переключая которые можно получить 24 теоретических и 18

I S T l T n T l T '^^"^^™^ планшайГ ЧастотТ^ени^ пл"ai' шайбы с 1-й по 12 ступень изменяют включением соответствующих

146

i,r §11vms

=тет&

Ш

комбинаций электромагнитных муфт, при этом муфта s9A/<?выключена, и передаточное отношение планетарного механизма /„л = 1/4 (муфты ЭМ9и ЭМ10включены). При включении 13—18 практических ступеней частот вращения планшайбы муфты ЭМЮи ЭМ9выключены, а муфта ЭМ8 включена, и передаточное отношение планетарного механизма /пл = 1. Низшие 12 ступеней частот планшайбы получают по следующей кинематической цепи: п^л = 1460 х (230/266) х 0,985 х (50/63) или (57/65), или (63/50)(42/84), или (63/63) х (30/120), или (75/75) х 1/4 х х(40/50) X (28/28) х (25/125).

Высшие шесть ступеней частот вращения планшайбы получают по кинематической цепи: п^^ = 1460 х (230/266) х 0,985 х (50/63) или (57/66), или (63/50) X (42/84), или (63/63) х (75/75) х 1 х (40/50) х х(28/28) X (25/125). В коробке скоростей отсутствуют тормозные уст­ ройства и торможение планшайбы осуществляется при одновременном включении трех электромагнитных муфт ЭМ8, ЭМ9, ЭМЮ, замыкаю­ щих две различные кинематические цели. Остальные муфты коробки скоростей выключены.

Подачи суппортов (револьверного и бокового) заимствуются от планшайбы через две независимые коробки подач (на рис. 91 не показаны), оснащенные электромагнитными муфтами с одинаковой кинематикой.

Горизонтальная подача револьверного суппорта осуществляется от планшайбы через зубчатые передачи (125/25) х (28/28) х (36/48) х х(36/54) X (17/17) X (23/23) на вал Z//коробки подач. От коробки подач вращение получает вал AZ механизма суппорта, и далее через зубчатые колеса 22/22 и винтовую пару с шагом р-^им револьверный суппорт получает горизонтальную подачу.

Вертикальная подача револьверного суппорта осуществляется от планшайбы до вала Z//коробки подач по той же цепи; далее движение передается валу XXI, затем через конические зубчатые колеса 22/22, цилиндрическую передачу 22/22, коническую передачу 22/22 и винто­ вую пару с шагом /7 = 8 мм револьверный суппорт получает вертикаль­ ную подачу.

Ускоренное перемещение оба суппорта получают от отдельных электродвигателей, которыми снабжены коробки подач этих суппор­ тов. Подъем и опускание траверсы осуществляется двумя ходовыми винтами с шагом /? = 8 мм от электродвигателя М2 (N=2 кВт; п = =900 мин"^). Револьверная головка вертикального суппорта поворачи­ вается от электродвигателя МЗ {N=0,S кВт; п= 1350 мин'^) через зубчатую передачу (18/34) х (34/45) и червячную пару 1/25.

Стол является наиболее важным узлом, от которого в основном зависят геометрическая точность и параметры шероховатости деталей, производительность, долговечность и надежность работы карусельного станка. Направляющие и шпиндельные опоры стола должны иметь

148

высокую работоспособность и долговечность с длительным сохране­ нием первоначальной точности.

Токарно-револьверные станки. Применяют в серийном производ­ стве для изготовления деталей сложной конфигурации из прутков или штучных заготовок. В зависимости от этого токарно-револьверные станки делятся на прутковые и патронные. На токарно-револьверных станках можно выполнять почти все основные токарные операции. Применение таких станков рационально в тех случаях, если по техно­ логическому процессу обработки заготовки требуется последователь­ ное применение различных режущих инструментов (резцов, сверл, разверток, метчиков и др.). Инструменты в необходимой последова­ тельности крепят в соответствующих позициях револьверной головки и резцедержателях поперечных суппортов. Все режущие инструменты устанавливают заранее при наладке станка, и в процессе обработки их поочередно или параллельно вводят в работу.

При наличии специальных державок можно в одном гнезде револь­ верной головки закрепить несколько режущих инструментов. Ход каждого инструмента ограничивается упорами, которые выключают продольные и поперечные подачи. После каждого рабочего хода ре­ вольверная головка поворачивается и рабочую позицию занимает новый режущий инструмент.

По конструкции револьверной головки станки делят на станки с вертикальной и горизонтальной осями вращения револьверной голо­ вки. Револьверные головки, кроме того, бывают цилиндрические и призматические.

Типажом станков предусмотрен рад токарно-револьверных станков с наибольшим диаметром обрабатываемых прутков 16, 18, 25, 40, 65 и 100 мм. Патронные токарно-револьверные станки выпускают с наи­ большим диаметром обрабатываемой заготовки от 160 до 630 мм. В токарно-револьверных станках частота вращения шпинделя и подача переключаются в основном с помощью командоаппаратов, а также штекерных устройств.

Основными размерами, характеризующими прутковые револьвер­ ные станки, являются — наибольший диаметр обрабатываемого прутка и диаметр отверстия в шпинделе, а размерами, характеризующими станки для работы в патроне,— наибольший диаметр обрабатываемой в патроне заготовки над станиной и над суппортом. К основным размерам также относят максимальное расстояние от переднего конца шпинделя до передней грани или торца револьверной головки и наибольшее перемещение револьверной головки.

Преимуществами токарно-револьверных станков по сравнению с токарными является возможность сокращения машинного времени в результате применения многорезцовых головок и одновременной об­ работки инструментами револьверной головки и поперечного суппор­ та, и сравнительно малой затраты вспомогательного времени в

149